CN110573070B - 生物传感器用片材 - Google Patents

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Abstract

生物传感器用片材具备用于贴附于生物体表面的压敏粘接层、和被配置于压敏粘接层的探针，探针具有露出压敏粘接层的露出区域。

Description

生物传感器用片材
技术领域
本发明涉及生物传感器用片材。
背景技术
以往，贴附于人的皮肤等从而检测生物信号的生物传感器是已知的。
例如，提出了具备数据获取用组件、具有粘性的聚合物层、被配置在聚合物层上的圆板状的电极、和将数据获取用组件与电极连接的布线的生物相容性聚合物基板(例如，参见专利文献1。)。
而且，对于这样的生物相容性聚合物基板而言，聚合物层被贴合于人的皮肤，电极检测生物信号、例如来自心肌的电压信号，数据获取用组件接收并记录来自心肌的电压信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-10978号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，对于专利文献1中记载的生物相容性聚合物基板而言，如图2B所示，电极51为圆板状，因此，在聚合物层被贴合于人的皮肤33、电极51与皮肤33接触时，存在电极51不能追随皮肤33的微细凹凸的情况。这种情况下，由于该微细的凹凸，导致在电极51与皮肤33的表面之间产生空隙34。因此，对于专利文献1中记载的生物相容性聚合物基板而言，在谋求生物信号的检测精度的提高方面存在极限。
因此，本发明提供能使探针追随生物体表面的微细凹凸的生物传感器用片材。
用于解决课题的手段
本发明[1]包含生物传感器用片材，其具备用于贴附于生物体表面的压敏粘接层、和被配置于前述压敏粘接层的探针，前述探针具有露出前述压敏粘接层的露出区域。
通过这样的构成，探针具有露出压敏粘接层的露出区域，因此，在将压敏粘接层贴附于生物体表面并使探针的一个面与生物体表面接触时，通过露出区域，能使探针以沿生物体表面的方式弯曲，能使探针追随生物体表面的微细凹凸。因此，对于具备生物传感器用片材的生物传感器而言，能实现生物信号的检测精度的提高。
本发明[2]包含上述[1]所述的生物传感器用片材，其中，前述探针具有薄层形状。
通过这样的构成，探针具有薄层形状，因此，在将生物传感器用片材贴附于生物体表面时，能实现使用者的佩戴感的下降。
本发明[3]包含上述[1]或[2]所述的生物传感器用片材，其中，前述露出区域包含彼此隔开间隔地配置的多个孔。
通过这样的构成，露出区域包含彼此隔开间隔地配置的多个孔，因此，能在向探针赋予挠性的同时，确保探针的刚性。
本发明[4]包含上述[3]所述的生物传感器用片材，其中，前述探针具备将前述多个孔分区的框条部。
通过这样的构成，多个孔由框条部进行了分区，因此，不仅能规则地配置多个孔，而且能可靠地向探针赋予挠性。因此，能使探针可靠地追随生物体表面的微细凹凸。
本发明[5]包含上述[4]所述的生物传感器用片材，其中，前述框条部具有格子形状。
通过这样的构成，多个孔由具有格子形状的框条部进行了分区，因此，在整个探针中，能均衡性良好地均匀配置多个孔。因此，能使整个探针可靠地追随生物体表面的微细凹凸。
本发明[6]包含上述[4]或[5]所述的生物传感器用片材，其中，前述框条部具备：多个第1框条部，所述多个第1框条部以彼此隔开间隔并且平行的方式，沿与前述压敏粘接层的厚度方向正交的方向延伸；和多个第2框条部，所述多个第2框条部将前述多个第1框条部中彼此相邻的第1框条部桥连。
通过这样的构成，多个孔由彼此隔开间隔并且平行的多个第1框条部、和将相邻的第1框条部桥连的多个第2框条部进行了分区，因此，能在向探针赋予挠性的同时，通过第2框条部保持刚性。此外，即使发生框条部的一部分断裂之类的情况，由于第1框条部通过第2框条部进行了桥连，因而也能确保导通，在具备生物传感器用片材的生物传感器中，还具有保持传感器功能的优点。
本发明[7]包含上述[6]所述的生物传感器用片材，其中，前述多个第1框条部沿与前述厚度方向正交的第1方向延伸，前述多个第2框条部以彼此隔开间隔、并且与前述多个第1框条部交叉的方式，沿与前述厚度方向和前述第1方向这两个方向交叉的第2方向延伸，前述多个第1框条部各自的前述第2方向上的尺寸:前述多个孔各自的前述第2方向上的尺寸为5:95～50:50，前述多个第2框条部各自的前述第1方向上的尺寸:前述多个孔各自的前述第1方向上的尺寸为5:95～50:50。
通过这样的构成，各第1框条部的第2方向上的尺寸:各孔的第2方向上的尺寸为上述的范围，各第2框条部的第1方向上的尺寸:各孔的第1方向上的尺寸为上述的范围，因此，能均衡性良好地确保框条部的面积与孔的面积的比例，能使探针更进一步可靠地追随生物体表面的微细凹凸。
本发明[8]包含上述[7]所述的生物传感器用片材，其中，前述多个第1框条部各自的前述第2方向上的尺寸、及前述多个第2框条部各自的前述第1方向上的尺寸分别为10μm以上且500μm以下，前述多个孔各自的前述第1方向上的尺寸、及前述多个孔各自的前述第2方向上的尺寸分别为50μm以上且1000μm以下。
通过这样的构成，各第1框条部的第2方向上的尺寸及各第2框条部的第1方向上的尺寸分别为上述的范围，各孔的第1方向上的尺寸及各孔的第2方向上的尺寸分别为上述的范围，因此，能更进一步均衡性良好地确保框条部的面积与孔的面积的比例。
发明的效果
本发明的生物传感器用片材能使探针追随生物体表面的微细凹凸。
附图说明
[图1]图1示出作为本发明的生物传感器用片材的一个实施方式的生物传感器用层叠体的俯视图。
[图2]图2A为沿图1所示的生物传感器用层叠体的A-A线的截面图。图2B为现有技术的说明图，示出探针具有板形形状的方式。
[图3]图3A～图3D为图1所示的生物传感器用层叠体的制造工序图，图3A表示准备基材及布线层的工序，图3B表示将压敏粘接层和基材贴合的工序，图3C表示形成贯通口、嵌入探针构件的工序，图3D表示形成连接部的工序。
[图4]图4为从下方观察含有探针的片材而得到的立体图，示出切掉一部分第2剥离片材后的状态。
[图5]图5为说明探针构件的制作工序的立体图。
[图6]图6A～图6C为探针的变形例的俯视图，图6A表示多个孔具有圆形形状的方式，图6B表示框条部具有蜂窝形状的方式，图6C表示框条部具有曲折(日文：千鳥)形状的方式。
[图7]图7A及图7B为探针的变形例的俯视图，图7A表示探针具有星形形状的框部的方式，图7B表示探针具有圆环形状的框部的方式。
[图8]图8A～图8C为探针的变形例的俯视图，图8A表示框条部具有多个第1框条部相互不平行、并且多个第2框条部相互不平行的格子形状的方式，图8B表示框条部具有多个第1框条部与多个第2框条部以小于90°的角度交叉的格子形状的方式，图8C表示框条部具有多个第1框条部及多个第2框条部为波浪形状的格子形状的方式。
[图9]图9A及图9B为探针的变形例的俯视图，图9A表示多个孔相互连通而形成露出区域的方式，图9B表示露出区域具有俯视呈大致U字形状的槽的方式。
[图10]图10为生物传感器用层叠体的一个实施方式的变形例(探针被配置于粘接下表面上的方式)的截面图。
[图11]图11为示出各实施例及比较例中的电阻测定的结果的图。
具体实施方式
＜一个实施方式＞
1.生物传感器用层叠体的概略构成
参照图1～图5来说明作为本发明的生物传感器用片材的一个实施方式的生物传感器用层叠体1。
图1中，纸面左右方向为生物传感器用层叠体1的长边方向(第1方向)。纸面右侧为长边方向一侧(第1方向一侧)，纸面左侧为长边方向另一侧(第1方向另一侧)。
图1中，纸面上下方向为生物传感器用层叠体1的短边方向(与长边方向正交的方向、宽度方向、与第1方向正交(交叉)的第2方向)。纸面上侧为短边方向一侧(宽度方向一侧、第2方向一侧)，纸面下侧为短边方向另一侧(宽度方向另一侧、第2方向另一侧)。
图1中，纸面纸厚方向为生物传感器用层叠体1的上下方向(厚度方向、与第1方向及第2方向正交的第3方向)。纸面近前侧为上侧(厚度方向一侧、第3方向一侧)，纸面深部侧为下侧(厚度方向另一侧、第3方向另一侧)。
方向按照各图中记载的方向箭头。
并非意在通过这些方向的定义来限制生物传感器用层叠体1及贴附型心电图记录仪30(后述)的制造时及使用时的方向。
如图1～图2A所示，生物传感器用层叠体1具有沿长边方向延伸的大致平板形状。生物传感器用层叠体1具备：用于贴附于生物体表面的压敏粘接层2、被配置于压敏粘接层2的上表面的基材3、被配置于基材3的布线层4、被配置于压敏粘接层2的探针5、和将布线层4与探针5电连接的连接部6。需要说明的是，图1中，为了方便起见，将在上下方向上与探针5重叠的压敏粘接层2及基材3省略。
压敏粘接层2形成生物传感器用层叠体1的下表面。压敏粘接层2是为了将生物传感器用层叠体1的下表面贴附于生物体表面(皮肤33等)而向生物传感器用层叠体1的下表面赋予压敏粘接性的层。压敏粘接层2形成了生物传感器用层叠体1的外形形状。压敏粘接层2例如具有沿长边方向延伸的平板形状。具体而言，压敏粘接层2可以具有沿长边方向延伸的带状，具有长边方向中央部向短边方向两外侧膨胀的形状。另外，压敏粘接层2中，长边方向中央部的短边方向两端边缘位于相对于长边方向中央部以外的短边方向两端边缘而言更靠短边方向两外侧的位置。
压敏粘接层2具有粘接上表面8和粘接下表面9。粘接上表面8为平坦面。粘接下表面9在粘接上表面8的下侧隔开间隔地相对配置。
另外，压敏粘接层2在其长边方向两端部分别具有粘接开口部11。2个粘接开口部11分别在俯视下具有大致环形形状。粘接开口部11沿厚度方向贯通压敏粘接层2。在粘接开口部11中填充有连接部6。
另外，粘接开口部11的内侧的粘接下表面9具有与探针5(后述)对应的粘接槽10。粘接槽10向下侧开放。
作为压敏粘接层2的材料，没有特别限制，例如，只要为具有压敏粘接性的材料即可，优选可举出具有生物相容性的材料。作为这样的材料，可举出丙烯酸系压敏粘接剂、有机硅系压敏粘接剂等，优选可举出丙烯酸系压敏粘接剂。作为丙烯酸系压敏粘接剂，可举出例如日本特开2003-342541号公报中记载的以丙烯酸系聚合物为主成分的丙烯酸系压敏粘接剂等。
关于压敏粘接层2的厚度，以粘接槽10以外的区域中的粘接上表面8和粘接下表面9之间的距离计，例如为10μm以上，优选为20μm以上，另外，例如小于100μm，优选为50μm以下。
基材3形成生物传感器用层叠体1的上表面。基材3与压敏粘接层2一起形成了生物传感器用层叠体1的外形形状。基材3的俯视形状与压敏粘接层2的俯视形状相同。基材3被配置于压敏粘接层2的上表面整面(其中，不包括设置连接部6的区域)。基材3为支承压敏粘接层2的支承层。基材3具有沿长边方向延伸的平板形状。
基材3具有基材下表面12和基材上表面13。基材下表面12为平坦面。
基材下表面12与压敏粘接层2的粘接上表面8接触(压敏粘接)。
基材上表面13在基材下表面12的上侧隔开间隔地相对配置。基材上表面13具有与布线层4对应的基材槽14。基材槽14在俯视下具有与布线层4相同的图案形状。基材槽14向上侧开放。
另外，基材3具有与粘接开口部11对应的基材开口部15。基材开口部15在厚度方向上与粘接开口部11连通。基材开口部15在俯视下具有与粘接开口部11相同的形状及相同的尺寸的大致环形形状。
基材3的材料例如具有伸缩性。另外，基材3的材料例如具有绝缘层。作为这样的材料，可举出例如树脂。作为树脂，可举出例如聚氨酯系树脂、有机硅系树脂、丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂、氯乙烯系树脂、聚酯系树脂等热塑性树脂。
作为基材3的材料，从确保更优异的伸缩性和透湿性的观点考虑，优选可举出聚氨酯系树脂。
关于基材3的厚度，以基材槽14以外的区域中的基材下表面12和基材上表面13之间的距离计，例如为1μm以上，优选为5μm以上，另外，例如为300μm以下，优选为10μm以下。
布线层4被埋入至基材槽14中。详细而言，布线层4以从基材3的基材上表面13露出的方式，被埋入至基材3的上部。布线层4具有彼此隔开间隔地配置的上表面及下表面、和将它们的周端边缘连接的侧面。下表面的全部及侧面的全部与基材3接触。上表面从基材上表面13(不包括基材槽14)露出。布线层4的上表面与基材上表面13一起形成生物传感器用层叠体1的上表面。
如图1所示，布线层4具有将连接部6、与电子器件31(后述)及电池32(后述)连接的布线图案。具体而言，布线层4独立地具备第1布线图案41和第2布线图案42。
第1布线图案41被配置在基材3中的长边方向一侧。第1布线图案41具备第1布线16A、和与其接续的第1端子17A及第2端子17B。
第1布线图案41在俯视下具有大致T字形状。详细而言，第1布线图案41的第1布线16A从基材3的长边方向一端部(位于基材3的长边方向一端部的连接部6)向长边方向另一侧延伸，在基材3的长边方向中央部分支，向短边方向两外侧延伸。需要说明的是，为了提高生物传感器用层叠体1的伸缩性，第1布线16A也可形成为波浪形状。
第1端子17A及第2端子17B各自分别被配置于基材3的长边方向中央部中的短边方向两端部。第1端子17A及第2端子17B在俯视下分别具有大致矩形形状(焊盘(land)形状)。第1端子17A及第2端子17B各自分别在基材3的长边方向中央部与沿短边方向两外侧延伸的第1布线16A的两端部接续。
第2布线图案42在第1布线图案41的长边方向另一侧隔开间隔地设置。第2布线图案42具备第2布线16B、和与其接续的第3端子17C及第4端子17D。
第2布线图案42在俯视下具有大致T字形状。详细而言，第2布线图案42的第2布线16B从基材3的长边方向另一端部(位于基材3的长边方向另一端部的连接部6)向长边方向一侧延伸，在基材3的长边方向中央部分支，向短边方向两外侧延伸。需要说明的是，为了提高生物传感器用层叠体1的伸缩性，第2布线16B也可形成为波浪形状。
第3端子17C及第4端子17D各自分别被配置于基材3的长边方向中央部中的短边方向两端部。第3端子17C及第4端子17D在俯视下分别具有大致矩形形状(焊盘形状)。第3端子17C及第4端子17D各自分别在基材3的长边方向中央部与沿短边方向两外侧延伸的第2布线16B的两端部连接。
作为布线层4的材料，可举出例如铜、镍、金、它们的合金等导体，优选可举出铜。
布线层4的厚度例如为0.1μm以上，优选为1μm以上，例如为100μm以下，优选为10μm以下。
如图2A所示，探针5是在将压敏粘接层2贴附于生物体表面时与生物体表面接触并感应来自生物体的电信号、温度、振动、汗、代谢物等的电极。本实施方式中，探针5具有薄层形状，以在粘接开口部11的内侧作为一个面的探针下表面20露出、作为另一个面的一例的探针上表面21被埋入至压敏粘接层2的方式，被配置于压敏粘接层2。详细而言，探针5在粘接开口部11的内侧被埋入至压敏粘接层2中的粘接槽10。
对于探针5而言，在后文中详细说明，具有露出压敏粘接层2的露出区域57。本实施方式中，露出区域57包含彼此隔开间隔地配置的多个孔52，探针5具有大致网形状。探针5具有探针下表面20、在探针下表面20的上侧隔开间隔地相对配置的探针上表面21、和将探针下表面20及探针上表面21的周端边缘连接的侧面。
探针下表面20从压敏粘接层2的粘接下表面9露出。探针下表面20与粘接下表面9共面。探针下表面20与粘接下表面9一起形成了生物传感器用层叠体1的下表面。探针上表面21及侧面被压敏粘接层2所被覆。
如图5所示，探针5的侧面中位于最外侧的面为外侧面22。对于外侧面22而言，在俯视下形成通过外侧面22的假想圆。
作为探针5的材料，可举出布线层4中例举的材料(具体为导体)。
探针5的外形尺寸以通过外侧面22的假想圆与将粘接开口部11分区的内周面在俯视下重合的方式设定。
探针5的厚度例如为0.1μm以上，优选为1μm以上，例如小于100μm，优选为10μm以下。
连接部6以与基材开口部15及粘接开口部11对应的方式设置，具有与它们相同的形状。连接部6沿厚度方向(上下方向)贯通(通过)基材3及压敏粘接层2，被填充于基材开口部15及粘接开口部11中。连接部6具有沿着探针5的外侧面22的俯视呈环形的形状。具体而言，连接部6具有轴线沿厚度方向延伸的(沿着通过外侧面22的假想圆的)大致圆筒形状。
如图2A所示，连接部6的内侧面与探针5的外侧面22接触。连接部6与粘接开口部11的外侧的压敏粘接层2和粘接开口部11的内侧的压敏粘接层2压敏粘接。
连接部6的上表面与基材上表面13共面。连接部6的下表面与粘接下表面9共面。
如图1所示，2个连接部6中，位于长边方向一侧的连接部6在其上端部与位于长边方向一侧的第1布线16A的长边方向一端边缘接续。位于长边方向另一侧的连接部6在其上端部与位于长边方向另一侧的第2布线16B的长边方向另一端边缘接续。
由此，连接部6将布线层4与探针5电连接。
作为连接部6的材料，可举出例如金属、导电性树脂(包含导电性高分子)等，优选可举出导电性树脂等。
连接部6的厚度(上下方向长度)与基材3及压敏粘接层2的总厚度相同。连接部6的径向长度(从外径减去内径而得到的值的一半)例如为1μm以上，优选为100μm以上，例如为1000μm以下，优选为500μm以下。
2.探针的详细说明
接下来，参照图1对探针5进行详细说明。
如图1所示，探针5具备包含彼此隔开间隔地配置的多个孔52的露出区域57、和将多个孔52分区的框条部53。对于框条部53而言，线状形状的框条被配置成网状。
本实施方式中，框条部53具有格子形状，一体地具备多个第1框条部54、和多个第2框条部55。
多个第1框条部54分别具有在探针5的整个长边方向范围内延伸的大致棒形状。多个第1框条部54以在短边方向上彼此隔开间隔并且平行的方式配置。即，多个第1框条部54以彼此隔开间隔并且平行的方式，沿与压敏粘接层2的厚度方向正交的方向延伸。
多个第2框条部55将多个第1框条部54中彼此相邻的第1框条部54桥连。多个第2框条部55分别具有在探针5的整个短边方向范围内延伸的大致棒形状，与多个第1框条部54正交(交叉)。多个第1框条部54与多个第2框条部55在它们相互正交(交叉)的部分接续。
多个第2框条部55以在长边方向上彼此隔开间隔并且平行的方式配置。即，多个第2框条部55以彼此隔开间隔并且平行、并且与多个第1框条部54正交(交叉)的方式，沿与压敏粘接层2的厚度方向和长边方向(第1方向)这两个方向正交的短边方向(第2方向)延伸。
多个第1框条部54各自的短边方向上的尺寸(各第1框条部54的宽度)、及多个第2框条部55各自的长边方向上的尺寸(各第2框条部55的宽度)分别例如为10μm以上，优选为20μm以上，进一步优选为50μm以上，例如为500μm以下，优选为300μm以下，进一步优选为100μm以下。
各第1框条部54的短边方向上的尺寸及各第2框条部55的长边方向上的尺寸优选为相同尺寸。
露出区域57为后述的被假想线包围的区域(参照探针5的面积的说明)中露出粘接下表面9的部分，包含多个孔52。
多个孔52向探针5赋予挠性以使得探针5能够追随生物体表面的微细凹凸。多个孔52由框条部53进行了分区，彼此隔开间隔地配置。对于多个孔52而言，以在短边方向上彼此隔开间隔(第1框条部54)的方式包含多个在长边方向上彼此隔开间隔(第2框条部55)地排列的多个孔52的列。
多个孔52分别使压敏粘接层2的粘接下表面9从下侧露出。多个孔52各自作为由多个第1框条部54中彼此相邻的第1框条部54、和与这些第1框条部54交叉且彼此相邻的第2框条部55包围的空间而被分区。各孔52沿厚度方向贯通探针5。
另外，本实施方式中，各孔52在俯视下具有矩形形状，更具体而言，在俯视下具有正方形形状。在各孔52中填充有压敏粘接层2。
各孔52的长边方向上的尺寸、及各孔52的短边方向上的尺寸分别例如为50μm以上，优选为200μm以上，进一步优选为300μm以上，特别优选为400μm以上，例如为1000μm以下，优选为900μm以下。
另外，各第1框条部54的短边方向上的尺寸:各孔52的短边方向上的尺寸例如为5:95～50:50，优选为5:95～40:60，进一步优选为5:95～20:80。各第2框条部55的长边方向上的尺寸:各孔52的长边方向上的尺寸例如为5:95～50:50，优选为5:95～40:60，进一步优选为5:95～20:80。
各第1框条部54的短边方向上的尺寸:各孔52的短边方向上的尺寸、及各第2框条部55的长边方向上的尺寸:各孔52的长边方向上的尺寸为上述的范围时，能均衡性良好地确保框条部53的面积与孔52的面积的比例，能使探针5更进一步可靠地追随生物体表面的微细凹凸。
另外，探针5中的孔52的个数例如为50个以上，优选为100个以上，例如为500,000个以下，优选为50,000个以下。
另外，探针5的面积例如为0.5cm2以上，优选为1cm2以上，例如为10cm2以下，优选为5cm2以下。
需要说明的是，探针5的面积为：在以与探针5的厚度方向正交的假想平面将探针5切断时的切面中，由将该切面中位于最外侧的部分以最短距离连接的假想线包围的区域的面积。
例如，如图7A所示，切面中位于最外侧的部分为多个顶点时，探针5的面积为由将多个顶点彼此以最短距离连接的假想线56A包围的区域的面积。
另外，如图7B所示，切面中位于最外侧的部分全部为线时，将切面中位于最外侧的部分以最短距离连接的假想线56A与线56B一致，探针5的面积为由线56B包围的区域的面积。
另外，如图9B所示，切面中位于最外侧的部分包含多个顶点和线时，探针5的面积为由将多个顶点彼此以最短距离连接的假想线56A和线56B包围的区域的面积。
另外，相对于探针5的面积而言，露出区域57(也包含多个孔52)的面积的总和例如为50％以上，优选为80％以上，例如为95％以下。
相对于探针5的面积而言的露出区域57的面积的总和为上述下限以上时，能充分确保允许湿气通过的孔52的面积，在将生物传感器用层叠体1贴附于生物体时，能抑制对生物体的负荷。相对于探针5的面积而言的露出区域57的面积的总和为上述上限以下时，能充分确保探针5的信号接收能力。
3.生物传感器用层叠体的制造方法
接下来，参照图3A～图5对生物传感器用层叠体1的制造方法进行说明。
如图3A～图3C所示，该方法中，例如，首先，分别准备层叠体28和探针构件18。
层叠体28具备压敏粘接层2、被配置于压敏粘接层2的上表面的基材3、和被配置于基材3的布线层4。
层叠体28中的压敏粘接层2、基材3及布线层4分别具有与上述的压敏粘接层2、基材3及布线层4各自相同的构成。
为了准备层叠体28，例如，在准备配置布线层4的基材3后，在基材3的基材下表面12上配置压敏粘接层2。
对于配置布线层4的基材3而言，例如，可按照日本特开2017-22236号公报、日本特开2017-22237号公报中记载的方法，以布线层4被埋入至基材槽14中的方式准备。
接下来，为了将压敏粘接层2配置于基材下表面12，例如，首先，制备含有压敏粘接层2的材料的涂布液，接下来，将涂布液涂布于第1剥离片材19的上表面，然后，通过加热进行干燥。由此，将压敏粘接层2配置于第1剥离片材19的上表面。第1剥离片材19例如具有沿长边方向延伸的大致平板形状。
作为第1剥离片材19的材料，可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂。
然后，例如，利用层压机等，将压敏粘接层2和基材3贴合。具体而言，使压敏粘接层2的粘接上表面8与基材3的基材下表面12接触。
需要说明的是，在该时间点，基材3及压敏粘接层2分别不具有各基材开口部15及粘接开口部11。
由此，可准备由第1剥离片材19支承的层叠体28。
另外，如图3C及图5所示，准备探针构件18。
探针构件18具备压敏粘接层2、被配置于压敏粘接层2的上表面的基材3、和以探针下表面20露出、探针上表面21被埋入至压敏粘接层2中的方式被配置于压敏粘接层2的薄层状探针5。
探针构件18中的压敏粘接层2、基材3及探针5分别具有与上述的压敏粘接层2、基材3及探针5各自相同的构成。
为了准备探针构件18，首先，如图4所示，准备含有探针的片材26。
含有探针的片材26具备压敏粘接层2、被埋入至压敏粘接层2中的探针图案25、和被配置在压敏粘接层2的粘接上表面8的基材3。
探针图案25具有与探针5相同的图案形状，探针图案25的材料与探针5的材料相同。探针图案25具有比通过探针5的外侧面22的假想圆大的平面面积。
含有探针的片材26例如可按照日本特开2017-22236号公报、日本特开2017-22237号公报中记载的方法准备。
虽未图示，但具体而言，在由不锈钢形成的剥离层的上表面上形成由铜形成的籽晶层，然后，在籽晶层的整个上表面层叠光致抗蚀剂。接下来，对光致抗蚀剂进行曝光及显影，将光致抗蚀剂形成为探针图案25的逆图案。接下来，通过电解电镀，在籽晶层的上表面形成探针图案25，然后，将光致抗蚀剂除去。然后，以被覆探针图案25的方式涂布含有压敏粘接层2的材料的涂布液，使其固化，形成压敏粘接层2。接下来，例如，利用层压机等，将基材3贴合于压敏粘接层2的上表面。而后，将剥离层从籽晶层的下表面剥离，接下来，将籽晶层除去。然后，根据需要，将第2剥离片材29贴合于压敏粘接层2的下表面。第2剥离片材29具有与上述的第1剥离片材19同样的构成。
由此，可准备含有探针的片材26。
接下来，如图5所示，在探针图案25、压敏粘接层2及基材3中以俯视呈大致圆形的形状形成切断线27。切断线27例如可通过冲裁等形成。切断线27将探针图案25、压敏粘接层2及基材3分割成切断线27内外，但未在第2剥离片材29上形成切断线27。另外，切断线27的尺寸与粘接开口部11及基材开口部15的内径相同。即，切断线27与通过外侧面22的假想圆一致。
通过切断线27的形成，可形成探针构件18。
探针构件18中，探针5的外侧面22与压敏粘接层2的外侧面共面。另外，探针构件18中，外侧面22从压敏粘接层2的外侧面向径向外侧露出。
接下来，如图5的箭头所示，将探针构件18从第2剥离片材29提起。具体而言，将探针构件18中的粘接下表面9及探针下表面20从第2剥离片材29剥离。
通过上述方式，可准备探针构件18。
探针构件18的厚度(上下方向上的尺寸)为层叠体28的厚度(上下方向上的尺寸)以上，优选与层叠体28的厚度相同。
接下来，如图3C所示，在层叠体28上形成贯通口23。
贯通口23沿上下方向将层叠体28贯通。贯通口23为由将基材开口部15分区的外周面、和将粘接开口部11分区的外周面进行了分区的俯视呈大致圆形形状的孔(贯通孔)。另外，贯通口23与布线层4的第1布线16A(或第2布线16B)相邻。贯通口23向上侧开口。另一方面，贯通口23的下端通过第1剥离片材19而被堵塞。
贯通口23的内径比探针构件18的外径大。贯通口23具有下述尺寸：探针构件18被配置在贯通口23内时，在贯通口23的内面23A与探针构件18的周面18A之间形成有间隙100。
为了形成贯通口23，例如对层叠体28进行冲裁、半蚀刻。
接下来，如图3C的箭头所示，以形成间隙100的方式，将探针构件18嵌入贯通口23内。
间隙100通过使探针构件18的压敏粘接层2、基材3及探针5和贯通口23的周围的压敏粘接层2及基材3位于在探针构件18的径向上彼此隔开间隔的位置而形成。间隙100与布线层4(第1布线16A或第2布线16B)及探针5的外侧面22相邻。
然后，如图3D所示，在间隙100中形成将布线层4与探针5电连接的连接部6。
连接部6的材料为导电性树脂组合物时，将导电性树脂组合物注入(或涂布)至间隙100中。然后，根据需要，将导电性树脂组合物加热，使其固化。
由此，可制造生物传感器用层叠体1。
该生物传感器用层叠体1具备压敏粘接层2、基材3、布线层4、探针5、连接部6、和第1剥离片材19，优选仅由它们形成。如图2A所示，另外，生物传感器用层叠体1可以不具备第1剥离片材19，仅由压敏粘接层2、基材3、布线层4、探针5、和连接部6形成。
生物传感器用层叠体1为单独流通、且能在产业上利用的器件。具体而言，生物传感器用层叠体1可与下文说明的电子器件31及电池32(参照图1的假想线)分开地单独流通。即，生物传感器用层叠体1是未安装电子器件31及电池32的、用于制造贴附型心电图记录仪30的部件。
接下来，使用生物传感器用层叠体1，对作为生物传感器的一例的贴附型心电图记录仪30的制造方法及贴附型心电图记录仪30的使用方法进行说明。
如图1及图2A所示，为了制造贴附型心电图记录仪30，例如，首先，分别准备生物传感器用层叠体1、电子器件31及电池32。
作为电子器件31，例如，可举出用于对由探针5获取的来自生物体的电信号进行处理并进行存储的、模拟前端、微型电子计算机、存储器；以及用于将电信号转化为电波、将其无线发射至外部的接收机的通信IC、发射机等。电子器件31可以具有它们中的一部分或全部。电子器件31具有被设置在其下表面的2个端子(未图示)或2个以上的端子(未图示)。
电池32具有被设置在其下表面的2个端子(未图示)。
接下来，将电子器件31的2个端子与第1端子17A及第3端子17C电连接。另外，将电池32的2个端子与第2端子17B及第4端子17D电连接。
由此，制造具备生物传感器用层叠体1和被安装在其上的电子器件31及电池32的贴附型心电图记录仪30。
为了使用贴附型心电图记录仪30，首先，将第1剥离片材19(参照图3D的箭头及假想线)从压敏粘接层2及探针5剥离。
如图2A的假想线所示，接下来，使压敏粘接层2的粘接下表面9与例如人体的皮肤33接触。具体而言，将压敏粘接层2压敏粘接于皮肤33的表面。
这样，探针5的探针下表面20通过将粘接下表面9压敏粘接(贴附)于皮肤33，从而与皮肤33的表面接触。此时，探针5通过多个孔52中的各孔以沿着皮肤33的方式弯曲，追随皮肤33的微细凹凸。
接下来，探针5以电信号的形式感应心脏的活动电位，由探针5感应到的电信号经由连接部6及布线层4被输入至电子器件31。电子器件31基于从电池32供给的电力，对电信号进行处理，作为信息进行存储。进而，根据需要，将电信号转化为电波，将其无线发射至外部的接收机。
对于该生物传感器用层叠体1而言，如图2A所示，探针5具有包含彼此隔开间隔地配置的多个孔52的露出区域57。
因此，将压敏粘接层2贴附于皮肤33而使探针5的探针下表面20与皮肤33的表面接触时，可基于露出区域57(多个孔52中的各孔)，以使探针5沿着皮肤33的表面的方式进行弯曲，能使探针5追随皮肤33的表面的微细凹凸。
结果，在具备生物传感器用层叠体1的贴附型心电图记录仪30中，能实现生物信号的检测精度的提高。
另外，探针5具有薄层形状。因此，在将生物传感器用层叠体1贴附于生物体表面时，能实现使用者的佩戴感的下降。
另外，多个孔52由框条部53进行了分区。因此，能在规则地配置多个孔52的同时，向探针5赋予挠性。结果，能使探针5可靠地追随生物体表面的微细凹凸。
另外，框条部53具有格子形状。因此，在探针5的整体中，能均衡性良好地均匀配置多个孔52。结果，能使探针5的整体可靠地追随生物体表面的微细凹凸。
另外，多个孔52由彼此隔开间隔并且平行的多个第1框条部54、和将相邻的第1框条部54桥连的多个第2框条部55进行了分区。因此，能在向探针5赋予挠性的同时，通过第2框条部55保持刚性。
另外，各第1框条部54的第2方向上的尺寸:各孔52的第2方向上的尺寸为上述的范围，各第2框条部55的第1方向上的尺寸:各孔52的第1方向上的尺寸为上述的范围。因此，能均衡性良好地确保框条部53的面积与孔52的面积的比例，能使探针5更进一步可靠地追随皮肤33的表面的微细凹凸。
另外，各第1框条部54的短边方向上的尺寸及各第2框条部55的长边方向上的尺寸分别为上述的范围，各孔52的长边方向上的尺寸及各孔52的短边方向上的尺寸分别为上述的范围。因此，能更进一步均衡性良好地确保框条部53的面积与孔52的面积的比例。
＜变形例＞
在以下的各变形例中，对与上述的一个实施方式同样的构件及工序标注相同的参考标记，省略其详细说明。另外，可将各变形例适当组合。此外，只要没有特别记载，则各变形例能起到与一个实施方式同样的作用效果。
如图1及图5所示，在一个实施方式中，通过外侧面22的假想线为圆形形状，但其形状没有特别限制，例如，虽未图示，但也可以为矩形形状。
另外，在一个实施方式中，探针5中，多个孔52由框条部53进行了分区，但探针5也可不具备框条部53，只要具有多个孔52即可。
例如，如图6A所示，可在板状的探针5上形成多个孔52。
多个孔52的形状没有特别限制，例如，可在俯视下具有大致圆形形状。
另外，在一个实施方式中，框条部53具有格子形状，但框条部53的形状没有特别限制。例如，框条部53可以如图6B所示那样具有蜂窝形状，也可以如图6C所示那样具有曲折形状。
如图6B所示，框条部53具有蜂窝形状时，多个第1框条部54分别以形成台阶状的高低差的方式沿长边方向延伸，多个第1框条部54以在短边方向上彼此隔开间隔且平行的方式配置。另外，多个第2框条部55将多个第1框条部54中彼此相邻的第1框条部54桥连。需要说明的是，图6B中，为了方便起见，用粗线来表示多个第1框条部54。而且，多个孔52分别由多个第1框条部54及多个第2框条部55进行了分区，在俯视下具有大致六边形形状。
如图6C所示，框条部53具有曲折形状时，多个第1框条部54分别沿长边方向以直线状延伸，多个第1框条部54以在短边方向上彼此隔开间隔且平行的方式配置。另外，多个第2框条部55以在短边方向上不接续的方式、在长边方向上的不同位置将多个第1框条部54中彼此相邻的第1框条部54桥连。而且，多个孔52分别由多个第1框条部54及多个第2框条部55进行了分区，在俯视下具有大致矩形形状。
另外，探针5的形状没有特别限制。例如，如图7A所示，探针5可以具有星形形状。这样的探针5的框条部53具备具有中空的星形形状(具体而言为五角星形)的框部59、和被配置在框部59内的多个桥连部60。多个桥连部60分别具有沿探针5的面方向延伸的大致棒形状。多个桥连部60以在框部59的内侧将多个孔52分区的方式，将框部59的内侧面中的相对的部分桥连。
另外，框部59的形状没有特别限制。例如，如图7B所示，框条部53可以具备具有圆环形状的框部59、多个第1框条部54、和多个第2框条部55。框部59将多个第1框条部54及多个第2框条部55包围，与它们的端部接续。
另外，在一个实施方式中，多个第1框条部54以相互平行的方式配置，并且，多个第2框条部55以相互平行的方式配置，但不限于此。例如，如图8A所示，多个第1框条部54分别以相对于长边方向小于±45°的角度倾斜，多个第1框条部54以相互不平行的方式，在短边方向上隔开间隔地配置。另外，多个第2框条部55分别以相对于短边方向小于±45°的角度倾斜，多个第2框条部55以相互不平行的方式，在长边方向上隔开间隔地配置。
另外，在一个实施方式中，多个第1框条部54与多个第2框条部55正交，但如图8B所示，多个第1框条部54与多个第2框条部55也可以以小于90℃的角度(或大于90℃的角度)交叉。而且，多个孔52分别由多个第1框条部54及多个第2框条部55进行了分区，在俯视下具有大致菱形形状。
另外，在一个实施方式中，多个第1框条部54及多个第2框条部55分别以直线状延伸，但它们的形状没有特别限制。如图8C所示，多个第1框条部54及多个第2框条部55分别可具有波浪形状。需要说明的是，图8A～图8C所示的方式中，框条部53具有格子形状。
另外，在一个实施方式中，露出区域57包含多个孔52，但露出区域57没有特别限制，只要能露出压敏粘接层2的粘接下表面9即可。
例如，如图9A所示，露出区域57可通过多个孔52相互连通而形成。这种情况下，例如，各第2框条部55以在长边方向上将彼此相邻的孔52连通的方式具有缺口部58。缺口部58通过切掉各第2框条部55的一部分而形成。另外，虽未图示，但各第1框条部54可以以在短边方向上将彼此相邻的孔52连通的方式具有缺口部。
另外，如图9B所示，露出区域57可包含向规定方向的一侧开放的俯视呈大致U字形状的槽63。这种情况下，框条部53具备多个槽63、沿规定方向延伸的多个第1框条部61、和将多个第1框条部61各自的规定方向的另一端部连结的第2框条部62。
详细而言，多个第1框条部61以在短边方向上彼此隔开间隔并且平行的方式沿长边方向延伸。多个第1框条部61的长边方向上的尺寸可以相互相同，也可以相互不同。图9B中，多个第1框条部61的长边方向上的尺寸相互不同，以下述方式配置有多个第1框条部61：多个第1框条部61中最长的第1框条部61被配置在短边方向的中央，随着向短边方向的外侧的接近，第1框条部61的长度依次变短。
第2框条部62将多个第1框条部61各自的长边方向的另一端部连结。第2框条部62具有向长边方向的一侧开放的俯视呈大致圆弧形的形状。
各槽63作为由多个第1框条部61中彼此相邻的第1框条部61、和将这些第1框条部61连结的第2框条部62包围的空间而被分区。各槽63具有向长边方向的一侧开放的俯视呈大致U字形的形状。
另外，在一个实施方式中，如图2A所示，探针5被埋入至压敏粘接层2，但没有特别限制，只要被配置于压敏粘接层2即可。例如，如图10所示，探针5可被配置在压敏粘接层2的粘接下表面9上。这种情况下，探针5的探针上表面21与连接部6的下表面接触，将探针5与连接部6电连接。
在一个实施方式中，作为本发明的生物传感器用片材的一例，列举生物传感器用层叠体1，但本发明的生物传感器用片材包括具备压敏粘接层2及探针5的探针构件18、具备压敏粘接层2及探针图案25(探针的一例)的含有探针的片材26。另外，本发明的生物传感器用片材只要具备压敏粘接层2及探针5即可，可以不具备基材3。
在一个实施方式中，作为生物传感器的一例，列举了贴附型心电图记录仪30，但可举出例如能感应生物信号、监测生物体的状态的装置等，具体而言，可举出贴附型脑电图机、贴附型血压计、贴附型脉搏计、贴附型肌电图机、贴附型温度计、贴附型加速度计等。它们可以是各自独立的装置，也可以在1个装置中组合有它们中的多个。
需要说明的是，生物体包含人体及人体以外的生物，优选为人体。
实施例
以下，示出实施例及比较例，进一步具体地说明本发明。需要说明的是，本发明不受实施例及比较例的任何限制。另外，以下的记载中使用的配合比例(含有比例)、物性值、参数等的具体数值可以替换成在上述的“具体实施方式”中记载的与它们对应的配合比例(含有比例)、物性值、参数等相应记载的上限(以“以下”、“小于”形式定义的数值)或下限(以“以上”、“大于”形式定义的数值)。
实施例1～6及比较例1
1.层叠体的准备
(1)基材及布线层的准备
通过电解镀铜，在不锈钢制的剥离层的上表面上形成由铜形成的籽晶层后，在籽晶层的整个上表面层叠干式膜光致抗蚀剂。接下来，将干式膜光致抗蚀剂曝光及显影，将干式膜光致抗蚀剂形成为布线层的逆图案。然后，通过电解电镀，在籽晶层的上表面形成布线层，然后，利用剥离液将干式膜光致抗蚀剂除去。
然后，以被覆布线层的方式，涂布如下所述地制备的基材用涂布液，然后，于120℃进行5分钟干燥，形成基材。
以聚醚氨基甲酸酯与三辛酸甘油酯的质量比成为100/10的方式，在常温下配合聚醚氨基甲酸酯溶液(商品名“T-8180N”，聚醚氨基甲酸酯的20质量％溶液(溶剂＝甲基乙基酮:二甲基甲酰胺＝1:1)，DIC Covestro Polymer Ltd.制)、和三辛酸甘油酯，进行搅拌混合，制备基材用涂布液。
接下来，将剥离层从籽晶层的下表面剥离，接着，通过湿法蚀刻将籽晶层除去。
由此，准备配置布线层的基材。需要说明的是，基材的面积为25cm2。
(2)压敏粘接层的准备
另外，按照日本特开2003-342541号公报的实施例1的记载，由丙烯酸异壬酯(iNA)、丙烯酸甲氧基乙酯(MEA)及丙烯酸(AA)制备丙烯酸系聚合物。
接下来，配合丙烯酸系聚合物100质量份、三辛酸甘油酯60质量份、和作为交联剂的Coronate HL(商品名，多官能异氰酸酯化合物，日本聚氨酯工业公司制)0.01质量份，进行搅拌混合，制备压敏粘接剂层用涂布液。然后，向已对表面实施了剥离处理的PET膜(第1剥离片材)的表面，涂布压敏粘接剂层用涂布液，然后，于120℃进行3分钟干燥，进而，于60℃进行72小时老化(熟化)。由此，准备由剥离层支承的压敏粘接剂层。
(3)基材与压敏粘接层的贴合
然后，利用真空层压机，于60℃将压敏粘接层贴合于基材的下表面。
通过上述方式，准备由PET膜支承的层叠体。
2.探针构件的准备
与上述的层叠体的准备同样地操作，将籽晶层上的干式膜光致抗蚀剂形成为探针图案的逆图案。然后，通过电解电镀，在籽晶层的上表面上形成探针图案，然后利用剥离液将干式膜光致抗蚀剂除去。
探针图案具有多个第1框条部与多个第2框条部正交的格子状的图案形状。多个孔在俯视下具有正方形形状。将各框条部的宽度L(第1框条部及各第2框条部的宽度)、和各孔的一边的尺寸(S)示于表1。另外，探针图案的厚度为2μm。需要说明的是，比较例1中，探针图案具有大致平板形状，不具有多个孔。
然后，以被覆探针图案的方式涂布上述的压敏粘接剂层用涂布液，然后，于120℃进行3分钟干燥，进而于60℃进行72小时老化(熟化)。由此，准备了探针图案被埋入的压敏粘接剂层。
接下来，在压敏粘接剂层的上表面上涂布上述的基材用涂布液，然后，于120℃进行5分钟干燥。由此，制备基材。
接下来，将剥离层从籽晶层的下表面剥离，接下来，利用湿法蚀刻将籽晶层除去。由此，准备含有探针的片材。
然后，通过冲裁，在含有探针的片材上形成俯视呈大致圆形形状的切断线。通过切断线的形成，从而形成了探针构件。
而后，将探针构件从含有探针的片材分离，从而准备了探针构件。
探针构件的厚度与层叠体的厚度相同。
3.贯通口及连接部的形成
接下来，通过半蚀刻，在层叠体上形成贯通口。
贯通口的内径大于探针构件的外径，贯通口具有下述尺寸：在将探针构件配置在贯通口内时，在贯通口的内面与探针构件的周面之间形成有间隙。
接下来，将探针构件以形成上述间隙的方式嵌入至贯通口内。
然后，向间隙中注入导电性树脂组合物，进行加热，使其固化。由此，形成将布线层与探针电连接的连接部。
通过上述方式，制造生物传感器用层叠体。
评价
(电阻值的测定)
分别各准备2个各实施例的生物传感器用层叠体。
而后，向2个生物传感器用层叠体的探针的各自的下表面滴加水，然后，将2个生物传感器用层叠体以它们之间的间隔成为1cm的方式贴附于皮肤。而后，将2个生物传感器用层叠体的布线与数字万用表(ADC公司制，R6552)电连接，测定隔着皮肤的2个探针间的电阻(包含皮肤电阻)。将其结果示于表1及图11。
[表1]
表1
Figure BDA0002246562840000251
需要说明的是，上述发明作为本发明的例示实施方式提供，但其只不过是单纯的示例，不作限定性解释。本领域技术人员所了解的本发明的变形例也被包含在所附的权利要求范围内。
产业上的可利用性
本发明的生物传感器用片材可应用于各种工业制品，例如，可合适地用于能感应生物信号、监测生物体的状态的装置等，更具体而言，可合适地用于贴附型心电图记录仪、贴附型脑电图机、贴附型血压计、贴附型脉搏计、贴附型肌电图机、贴附型温度计、贴附型加速度计等。
附图标记说明
1 生物传感器用层叠体
2 压敏粘接层
5 探针
52 孔
53 框条部
54 第1框条部
55 第2框条部

Claims (8)

1.生物传感器用片材，其特征在于，具备：
用于贴附于生物体表面的压敏粘接层；和
被配置于所述压敏粘接层的探针，
所述探针具有露出所述压敏粘接层的露出区域，
所述探针的上表面至少与所述压敏粘接层接触，所述探针的下表面从所述压敏粘接层的下表面露出。
2.如权利要求1所述的生物传感器用片材，其特征在于，所述探针具有薄层形状。
3.如权利要求1所述的生物传感器用片材，其特征在于，所述露出区域包含彼此隔开间隔地配置的多个孔。
4.如权利要求3所述的生物传感器用片材，其特征在于，所述探针具备将所述多个孔分区的框条部。
5.如权利要求4所述的生物传感器用片材，其特征在于，所述框条部具有格子形状。
6.如权利要求4所述的生物传感器用片材，其特征在于，
所述框条部具备：
多个第1框条部，所述多个第1框条部以彼此隔开间隔并且平行的方式，沿与所述压敏粘接层的厚度方向正交的方向延伸；和
多个第2框条部，所述多个第2框条部将所述多个第1框条部中彼此相邻的第1框条部桥连。
7.如权利要求6所述的生物传感器用片材，其特征在于，所述多个第1框条部沿与所述厚度方向正交的第1方向延伸，
所述多个第2框条部以彼此隔开间隔、并且与所述多个第1框条部交叉的方式，沿与所述厚度方向和所述第1方向这两个方向交叉的第2方向延伸，
所述多个第1框条部各自的所述第2方向上的尺寸:所述多个孔各自的所述第2方向上的尺寸为5:95～50:50，
所述多个第2框条部各自的所述第1方向上的尺寸:所述多个孔各自的所述第1方向上的尺寸为5:95～50:50。
8.如权利要求7所述的生物传感器用片材，其特征在于，所述多个第1框条部各自的所述第2方向上的尺寸、及所述多个第2框条部各自的所述第1方向上的尺寸分别为10μm以上且500μm以下，
所述多个孔各自的所述第1方向上的尺寸、及所述多个孔各自的所述第2方向上的尺寸分别为50μm以上且1000μm以下。
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